模块一工业机器人认知

工业机器人基础，工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机械装置，它能自动执行工作是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器.

模块一工业机器人认知

• 单元一 工业机器人概述
  • 工业机器人定义
    • 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机械装置，它能自动执行工作是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器
  • 工业机器人发展史
    • 1937年提出最早的工业机器人
    • 1954年形成工业机器人雏形
    • 1959年真正意义的工业机器人诞生
    • 1969年日本研发机器人
    • 20世纪70年代工业机器人领域高速发展
    • 1971年世界第1个国家机器人协会成立
    • 1973年第一台电机驱动六轴机器人面世
    • 1974年第1台全电力驱动微处理器控制工业机器人被开发
    • 1978年工业机器人技术已完全成熟
    • 1984年瑞典，abb公司生产出当时速度最快的装配机器人 IRB1000
    • 1992年瑞典abb公司推出开放式控制系统s4，改善了人机界面
    • 2008年日本法科纳公司推出重型机器人 M-2000 ia
    • 2009年irb120问世，第四代新型机器人商品得到进一步延伸
    • 中国机器人发展史：20世纪70年代末获得原理以上的突破，1985年上海交大完成第一台六自由度关节机器人，1987年冶钢1号机器人通过鉴定，2008年完成控制系统开发，1999年完成数字是私服驱动器开发，rv减速器自主生产化，2011年完成机器人谐波减速器模块化生产，2017年，中国企业参与到全球工业机器人生产链。
  • 工业机器人特点
    • 可编程：可编程性是柔性制造系统中重要的组成部分
    • 拟人化：工业机器人在结构上有类似人的部分由电脑控制。此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的生物传感器
    • 通用性：除了专门设计的专用机器人外，一般工业机器人可更换末端操作器，执行不同的作业任务
  • 工业机器人优势
    • 工业机器人技术发展的优势
    • 技术升级的趋势
    • 应用领域广泛
    • 技术综合性强
• 单元二 工业机器人的分类
  • 按机械结构分类
    • 串联是机器人
      • 定义：串联式机器人是开式运动链，由一系列连杆通过转动关节或移动关节串联而成，并没有形成封闭的结构链
      • 优点：工作空间大，运动分析较容易，可避免驱动轴之间的耦合效应 缺点：机构各轴必须独立控制，且需搭配编码器与传感器来提高精确度
    • 并联式机器人
      • 定义：并联式机器人可以定义为动平台和定平台，通过至少两个独立的运动链相连接机构，具有两个或两个以上自由度，并且以并联方式驱动的一种闭环结构
      • 优点：无积累误差精度高，结构紧凑，刚度高，有较好的各项同性，动态响应小。 却点：工作空间小
  • 按坐标系分类
    • 柱坐标机器人
      • 如果水平臂或架杆安装在一垂直柱上，而该柱又安装在一个旋转基座上，这种结构称为柱坐标机器人
      • 特点：手臂可伸缩，滑动架可沿柱上下移动，水平臂和滑动架组合件可作为基座上的一个整体而旋转
    • 球坐标机器人
      • 求坐标机器人的空间位置，分别由旋转摆动和平移三个自由度确定由于机械和驱动连线的限制，球坐标机器人的工作范围是球体的一部分
      • 特点：手臂可伸出缩回范围R,在垂直面内绕轴，旋转角度为B，在基座水平面内的旋转角度为O
    • 笛卡尔坐标机器人
      • 笛卡尔坐标机器人又叫直角坐标机器人是指能够实现自动控制的可重复编程的，多自由度的，运动自由度间成空间直角关系的多用途操作机
      • 特点：结构简单，成本低，速度快，负载低，悬臂长度有限
    • 多关节型机器人
      • 多关节型机器人是由多个回转机构组合而成的机器人
      • 特点：结构紧凑，占地面积小，灵活性好，没有移动关节，运动过程中存在平衡问题，当大臂和小臂舒展开时刚度较差，通用性好
    • 平面关节型机器人
      • 平面关节机器人有4个自由度，三个旋转关节轴线相互平行，一个移动关节，每一部分由若干自由度构成一个多自由度的机械系统
      • 特点：高刚性高精度，高速度，安装空间小，设计自由度大。
  • 按应用领域分类
    • 搬运机器人
      • 在自动化作业中从事搬运工作的机器人
      • 特点：结构仅负载大，但灵活性不如六轴机器人
    • 焊接机器人
      • 点焊机器人
        • 液压驱动（应用较少)
        • 电气驱动
          • 特点：维修简便能耗低，速度高精度高，安全性好
      • 弧焊机器人
        • 指用于自动弧焊作业的工业机器人
        • 特点：高生产率，高质量和高稳定性
      • 优点：1.稳定和提高焊接质量，能将焊接质量以数值形式反映出来2提高劳动生产率3改善工人劳动强度4降低对工人操作技术要求5缩短产品改型换代准备周期
    • 喷涂机器人
      • 指自动喷漆作业或喷涂其他涂料的工业机器人
      • 特点：柔性好，活动范围大，机器人具有较快的运动速度和加速度，重复定位精度要求不高，易操作和维护可离线编程
    • 通用型机器人
      • 指用途广泛，能应用于多种行业的工业机器人
      • 特点：自由度高，安装方式任意，集成度高，开放性好
    • 写作机器人
      • 指和人类在共同工作空间中有近距离互动的机器人
      • 特点：缺：部署成本高，无法满足中小企业需求，无法满足新兴协作市场 优：安全，易用，模块化
• 单元三 工业机器人的性能参数
  • 自由度和工作空间
    • 自由度
      • 自由度是机器人的一项重要技术指标，由机器人结构决定，直接影响到机器人的机动性
        • 刚体自由度
          • 物体上任何一点的运动都与坐标轴的正交集合有关，物体的自由度是指物体能够相对坐标系进行独立运动的数目
        • 机器人自由度
          • 机器人自由度是指机器人所具有的相对独立坐标轴运动的自由度的数目，不包括手爪的开合自由度
    • 工作空间
      • 工业机器人的工作空间是指机器人末端执行器，运动描述，参考点所能达到的空间点的集合，由关节长度和自由度决定
  • 负载
    • 机器人的负载通常分为机身负载和工具负载
      • 机身负载指附加在机器人各关节上的负重
      • 工具负载指安装在工业机器人末端的工具和物料的载荷
  • 精度
    • 工业机器人的精度是指定位进度和重复定位进度
      • 定位精度是指机器人tcp实际达到位置与理论计算之间的差异，用反复多次测试的定位点与指定位置之间的距离表示
      • 重复定位精度是指机器人重复定位tcp与同一目标位置的能力，以实际达到位置值的分散程度来表示
  • 防护等级
    • 防护等级系统是由国际电工委员会所起草，将电气依其防尘防湿的特性加以分级。